BR102015014786A2 - composição, e, método para o uso de uma composição - Google Patents

Abstract

composição, e, método para o uso de uma composição. a presente invenção fornece composições para uso como revestimentos elastoméricos para teto tendo excelente refletividade de infravermelho (iv) que compreendem (i) um ou mais copolímeros elastoméricos que tem uma temperatura de transição vítrea medida (tg medida) de -100 a 0°c e uma ou mais enchimento mesoporoso, de preferência uma enchimento mesoporoso que é substancialmente livre de grupos ou resíduos orgânicos, a enchimento mesoporoso escolhida de sílica mesoporosa, aluminossilicatos mesoporosos e alumina mesoporosa, em que a composição tem uma concentração em volume do pigmento (pvc em %) de 0,1 a 15%. tais composições fornecem revestimentos translúcidos à base de água ou de solvente que podem superar os substratos de parede ou teto já pintados ou coloridos existentes para preservar seu acabamento ou aparência.

Description

“COMPOSIÇÃO, E, MÉTODO PARA O USO DE UMA COMPOSIÇÃO” [001] A presente invenção refere-se a composições de revestimento para teto e parede tendo excelentes propriedades refletoras de infravermelho compreendendo um aglutinante polimérico elastomérico e um enchimento mesoporoso, assim como a métodos de uso das composições e revestimentos produzidos desse modo. Mais particularmente, ela refere-se a um polímero acrílico em emulsão aquosa ou revestimentos elastoméricos de polisiloxano para teto, as composições tendo uma concentração em volume do pigmento (PVC em %) de 0,1 a 15% ou, de preferência, de 1 a 10%, e a substratos revestidos de parede e teto produzidos a partir de tais composições de revestimento.

[002] Revestimentos elastoméricos de teto têm recentemente se tomado populares como uma solução barata para estender a vida de muitos tipos de tetos, incluindo tetos de materiais orgânicos, tais como tetos construídos, tetos e membranas de betume modificados, tetos de espuma de poliuretano pulverizada, membranas de poliolefina termoplástica, tetos de borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM), assim como tetos de alumínio e metal e até mesmo tetos com telha. Revestimentos brancos elastoméricos de teto têm sido úteis na redução dos custos de energia já que eles refletem o calor para fora dos tetos, especialmente em áreas urbanas, onde os tetos antes do revestimento são muitas vezes pretos ou escuros em cor. Enquanto isso, mercados fora dos Estados Unidos satisfazem a demanda por uma tinta de cor forte e cores vivas que tendem a desaparecer ou embranquecer ao longo do tempo.

[003] Revestimentos externos pigmentados de cor branca ou clara são aplicados às paredes do teto, pavimentos, estruturas etc., para minimizar o ganho de calor solar, aumentando a refletividade principalmente através da utilização de pigmentos opacos brancos convencionais, tais como dióxido de titânio e óxido de zinco e pigmentos opacos coloridos, tais como óxido de ferro. Tais pigmentos brancos reflores de luz visível e radiação do infravermelho (IV), cada um dos quais representa, respectivamente, cerca de 45% e 50% de refletância solar total. No entanto, os revestimentos opacos brancos ou coloridos geralmente não são usados em tetos em declive íngreme porque a cor opaca não fornece variação da cor associada com o desenho do grânulo intrincado e colocação de telhas de asfalto. Além disso, revestimentos que refletem IV altos são limitados em cores pastel claro ou brancas. Cores de tons mais fortes têm refletância de IV relativamente alta apenas quando pigmentos refletores de IV especiais são usados. Tais pigmentos refletores de IV são limitados na seleção de cor e não podem ser misturados para coincidir com a tonalidade da cor, sem reduzir a refletância de IV através da interferência da refletância de cada cor no revestimento. Assim, apenas uma faixa muito limitada de acabamentos está disponível para revestimentos refletores de IV para teto e parede.

[004] Recentemente, a publicação da patente US 2013/0089706A1, de Wen et al., revelou revestimentos refletores de infravermelho compreendendo polímero e aglomerados refletores dispersos em IV de partículas primárias de dióxido de titânio (T1O2) cimentadas com sílica e/ou alumina precipitada adicional. Os aglomerados refletores de IV são pigmentos brancos; ver [0040]. Os revestimentos eram composições de revestimento coloridas à base tinta branca que foram aplicadas às bobinas de metal e aos grânulos do teto; no entanto, cada cor de revestimento tinha de ser formulada separadamente; e nenhuma composição de tinta forte foi permitida.

[005] Existe uma evidente permanência de uma necessidade de revestimentos que permitam um acabamento tendo qualquer cor ou matiz para refletir a radiação na faixa de comprimento de onda do infravermelho.

[006] Os presentes inventores procuraram resolver o problema de proporcionar composições eficazes de revestimento de parede e teto refletor de infravermelho (IV) que proporcionam excelente refletância de infravermelho em revestimentos de qualquer cor em qualquer substrato.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO 1. De acordo com a presente invenção, as composições de revestimentos de parede e teto refletores de infravermelho compreendem (i) um ou mais polímeros elastoméricos que tem uma Tg medida de -100 a 0°C, ou, preferivelmente, de -80 a -5°C, e (b) de 0,1 a 25% em peso, ou, mais preferivelmente , 0,25 a 15% em peso, ou, mais preferivelmente, de 1 a 10% em peso, de uma ou mais enchimentos mesoporosos escolhidas de sílica mesoporosa, aluminossilicatos mesoporosos e alumina mesoporosa, a enchimento mesoporoso de preferência sendo substancialmente livre de grupos ou resíduos orgânicos, em que a composição tem uma concentração em volume de pigmento (PVC em %) de 0,1 a 15% ou, de preferência, de 0,5 a 10%. 2. A composição de 1, acima, em que um ou mais polímeros é escolhido de copolímeros acrílicos em emulsão aquosa, polissiloxanos, suas misturas e suas combinações, de preferência, copolímeros acrílicos em emulsão aquosa de duas fases tendo uma fase dura com uma temperatura de transição vítrea medida (Tg medida) de 0°C a 70°C e uma fase mole com uma Tg medida de -60 e 0°C, de preferência, -10°C a -40°C. 3. A composição de 1 ou 2, acima, em que uma ou mais cargas mesoporosa é sílica mesoporosa. 4. A composição de 3, acima, em que a sílica mesoporosa tem um tamanho médio de poro de 1 a 100 nm, ou, de preferência, de 2,5 nm a 50 nm, ou, mais preferivelmente, de 3 a 40 nm, ou, ainda mais preferivelmente, 10 a 18 nm. 6. A composição de 1,2, 3, 4, 5 ou acima, cuja composição é uma composição de revestimento translúcido. 7. A composição de 1, 2, 3, 4 ou 5 acima, compreendendo ainda um pigmento refletor de IV, de preferência, um pigmento inorgânico complexo, tal como um pigmento de Cr-Fe. 8. Em outro aspecto da presente invenção, métodos de uso das composições de qualquer um de 1 a 7, acima, compreende a aplicação da composição a um substrato pintado, a um substrato revestido, um substrato de cobertura de telhado ou de telhado e deixá-la secar. 9. Ainda em outro aspecto da presente invenção, os substratos de teto ou de parede revestidos compreendem um substrato para teto ou parede revestido pelo método de 8, acima.

[007] A menos que indicado de outra forma, todas as unidades de temperatura e de pressão são temperatura ambiente e pressão normal (1 atmosfera).

[008] Todas as expressões compreendendo parênteses indicam um ou ambos o assunto incluído entre parêntesis e a sua ausência. Por exemplo, a expressão "(met) acrilato" inclui, altemativamente acrilato e metacrilato.

[009] Como aqui utilizado, o termo "ASTM" refere-se a publicações de ASTM International, West Conshohocken, PA.

[0010] Como aqui utilizado, o termo "(met) acrilato" significa acrilato, metacrilato, e suas misturas e o termo "ácido (met) acrílico" aqui utilizado significa ácido acrílico, metacrílico, e suas misturas.

[0011] Como aqui utilizado, o termo "concentração em volume de pigmento" ou PVC em % refere-se à quantidade calculada pela seguinte fórmula: PVC (%) = (volume de pigmento (s) + volume de extensor (s) + volume de enchimento (s) x 100 Volume total de revestimento seco [0012] Como aqui utilizado, o termo "polímero" refere-se, altemativamente, a um polímero produzido de um ou mais monômeros diferentes, tais como um copolímero, um terpolímero, um tetrapolímero, um pentapolímero, etc, e pode ser qualquer de um polímero randômico, em bloco, enxertado, sequencial ou gradiente.

[0013] Como aqui utilizado, o termo "enchimento mesoporoso" refere-se a um material de óxido poroso composto por um óxido de silício, alumínio, aluminossilicato, ou uma combinação destes, em que a enchimento tem um tamanho médio de poro de 2 a 100 nm ou, de preferência, 2,5 nm a 50 nm calculado utilizando adsorção de N2 e um cálculo de BET com base na adsorção de N2/ isotermia de dessorção. Tais métodos estão descritos no artigo "Recommendations for the Characterization of Porous Solids", J. Rouquerol et al.; Pure & Appl. Chem.. Vol. 66, No.8; PP 1739-1758; 1994.

[0014] Como aqui utilizado, o termo "sólidos" ou "sólidos totais" significa uma composição aquosa para todas as partes das composições aquosas da presente invenção, exceto para água e os voláteis ou compostos orgânicos voláteis que se evaporam sob condições de temperatura ambiente ou aplicação externa de temperatura e pressão (as "condições de uso").

[0015] Como aqui utilizado, o termo "sólidos de polímero" refere-se a monômeros polimerizados, agentes de transferência da cadeia e tensoativos não voláteis em qualquer (co) polímero em emulsão.

[0016] Como aqui utilizado, o termo "temperatura de transição vítrea medida" ou "Tg medida" refere-se à temperatura de transição vítrea de um material, tal como determinado por Calorimetria de Varrimento Diferencial (DSC) variando de -90°C a 150°C a uma velocidade de 20°C/min em um DSCQ2000 fabricado por TA ínstrument, New Castle, Delaware. A Tg é o ponto de inflexão da curva de fluxo de calor versus temperatura ou o valor máximo no gráfico de seu derivado.

[0017] Como aqui utilizado, o termo "substancialmente livre de grupos ou resíduos orgânicos" significa que um determinado material tem 1.000 ppm ou menos, ou, preferivelmente, 500 ppm ou menos de tais grupos ou resíduos orgânicos, tal como determinado por FTIR (onde uma ligação de Si-O-C é de 1.032 cm'1) ou RMN como é conhecida na técnica.

[0018] Como utilizado aqui, a menos que especificado de outra forma, o termo "tamanho ponderai médio da partícula" para qualquer pigmento, extensor ou enchimento refere-se a um tamanho de partículas medido por espalhamento de luz utilizando um analisador de tamanho de partículas BI-90 (Brookhaven Instruments Corp. Holtsville, NY, EUA) e tomando o peso médio da distribuição do tamanho da partícula.

[0019] Como aqui utilizado, o termo "peso molecular ponderai médio" ou "MW" refere-se ao peso molecular ponderai médio de um polímero tal como medido por cromatografia de permeação em gel aquoso (GPC) contra um ácido poliacrílico (PAA) padrão de um copolímero que é hidrolisado em KOH.

[0020] Como aqui utilizada, a frase "% em peso" representa percentagem em peso.

[0021] As composições da presente invenção permitem o fornecimento de uma película de revestimento translúcido tendo a capacidade de refletir a radiação infravermelha e baixar a temperatura de superfícies revestidas que permanecem visivelmente translúcidos, revelando, assim, a cor, a superfície de contorno e sombreado de uma telha ou outro substrato de teto, parede ou pavimento abaixo do revestimento translúcido. As composições de revestimento da presente invenção formam películas com refletividade de IV relativamente alta e são universalmente aplicáveis a qualquer teto ou substrato colorido. Além disso, a presente invenção permite altos níveis de refletividade de IV sem reformulação de revestimento colorido individual que de outro modo incorporam pigmentos coloridos refletores de IV.

[0022] As composições da presente invenção permitem que revestimentos tendo um nível de refletividade de IV conforme medido por ASTM Cl549 (2002) variando de 25% ou mais, ou, preferivelmente, 40% ou mais, ou, mais preferivelmente, 50% ou mais.

[0023] O enchimento mesoporoso da presente invenção é uma sílica, uma alumina ou um aluminossilicato. Tais enchimentos mesoporosos podem ser feitos por polimerização em sol-gel, como é conhecido na técnica. Por exemplo, enchimentos mesoporosos são produzidos em uma emulsão de óleo em água dissolvendo em uma solução aquosa ácida (~ pH <3, de preferência <2, ou, mais preferivelmente, <1) um agente direcionador de estrutura, tais como um copolímero em bloco não iônico anfifílico, adicionando um agente de expansão de polímero, tal como trialquil benzeno, aquecendo a mistura, adicionando sob cisalhamento um precursor de óxido e aquecendo e envelhecendo por 12 a 72 horas a uma temperatura de 20°C e 80°C, por exemplo, 35°C a 60°C para formar o gel e, opcionalmente, aquecendo a uma temperatura mais alta (por exemplo, de 35°C a 140°C, ou, de preferência, 60°C a 110°C) com ou sem um agente de formação de poros durante 11 a 36 horas de tempo total de envelhecimento (12 a 72 hr) para fazer o gel, e então filtragem e lavagem do precipitado com água e etanol, opcionalmente seguido pela calcinação do produto. Tais métodos estão descritos em detalhe na patente US n° 6.592.764 BI e Publicação US n° 2009/0047329, ambos de Stucky.

[0024] Precursores de óxido adequados podem incluir, por exemplo, alcóxidos de metal, por exemplo, alcóxidos de silício, tais como tetraetilortossilicato (TEOS), tetrametilortossilicato (TMOS) e alcóxidos de alumínio, tal como isopropóxido de alumínio; silicatos ou aluminatos tais como silicato de sódio, silicato de amônio e aluminato de sódio; e halogenetos de silício ou de metal, por exemplo, cloreto de silício (SiCU). De preferência, os precursores de óxido são inorgânicos e incluem são silicatos e/ou aluminatos, tal como aluminato de sódio. Onde o enchimento mesoporoso é para incluir uma combinação de óxidos, as proporções dos precursores de óxido podem ser variadas para fornecer uma proporção desejada de óxidos no produto final.

[0025] Quantidades apropriadas dos precursores de óxido podem variar de cerca de 1 a 25% em peso, baseado no peso total do meio de reação total, incluindo água e solvente. A proporção em peso do total (um ou mais) dos precursores de óxido para o total (um ou mais) de agentes direcionadores de estrutura varia de 4:5 a 20:1, ou, de preferência, de 1:1 a 5:1.

[0026] Agentes direcionadores de estrutura adequados para uso na produção do enchimento mesoroporoso em sol-gel da presente invenção podem ser selecionados de uma variedade de polímeros, copolímeros em bloco, polímeros de automontagem, nanoparticulas, agentes biologicamente ativos, e o semelhante, de acordo com a geometria desejado do produto final. Em uma modalidade, agentes direcionadores de estrutura são polioxialquilenos anfifílicos e copolímeros em bloco de automontagem tais como o polímero em tribloco PEO-PPO-PEO Pluronics™ PI23™ 9a (5800 Da) ou FI27™ (BASF, Leverkusen, DE).

[0027] As quantidades adequadas de agentes direcionador de estrutura variam de cerca de 0,5 a 10% em peso, baseadas no peso total do meio de reação total, incluindo água e solvente.

[0028] Agentes de expansão de polímero adequados são quaisquer que dissolvem prontamente os agentes direcionadores de estrutura e forma uma emulsão em água, por exemplo, trimetil benzeno.

[0029] Os ácidos adequados que atuam como catalisadores podem ser ácidos inorgânicos, tais como HC1 ou ácido fosfórico, ou ácidos carboxílicos como ácidos fórmico ou acético, ou ácido málico.

[0030] Opcionalmente, agentes de conformação de poros podem ser utilizados. Agentes de conformação de poro adequados são sais de fluoreto, por exemplo, fluoreto de sódio, potássio, amônio ou tetra-alquilamônio. As quantidades adequadas dos agentes de conformação de poros variam de cerca de 0,1 a 2% em peso, baseado no peso total do meio de reação total, incluindo água e solvente.

[0031] Os métodos para produzir os enchimentos mesoporosos da presente invenção resultam em sílica e/ou alumina mesoporosa que são substancialmente livres de grupos ou resíduos orgânicos, tais como grupos metila ou alquila ou resultados de hidrocarbonetos. Que as enchimentos mesoporosos da presente invenção são substancialmente livres de grupos ou resíduos orgânicos podem ser observadas através da utilização de técnicas tais como RMN ou FTIR em uma maneira que é prontamente conhecida por aqueles que estão familiarizados com a técnica.

[0032] Quando os precursores de óxido da presente invenção são eles próprios orgânicos, por exemplo, tetraetilortossilicato, um enchimento mesoporoso que é substancialmente livre de grupos orgânicos ou resíduos irá resultar quando o enchimento mesoporoso é formado a um pH <_2, ou suas combinações.

[0033] As composições de revestimento da presente invenção têm um baixo de PVC em % para assegurar que elas permanecem flexíveis em uso. Os enchimentos mesoporosos podem estar presentes nas composições da presente invenção, na quantidade de 0,5 a 25% em peso, ou, de preferência, de 1 a 10% em peso, com base nos sólidos totais da composição. Carregamentos maiores do enchimento são possíveis em composições que compreendem os polímeros mais moles e mais flexíveis com temperatura de transição de vidro menor.

[0034] De preferência, as composições da presente invenção são composições de revestimento translúcidos, em que o polímero elastomérico e o enchimento mesoporoso têm índices de refração semelhantes em ar que diferem em menos de 0,3, preferivelmente, em menos do que 0,2, ou, mais preferivelmente, menos do que 0,15.

[0035] Excepcionalmente alta transparência na composição de revestimento ou revestimento para uso como um revestimento translúcido não é necessária na presente invenção já que alguma turvação é aceitável. No caso de composições de copolímero em emulsão, a turgidez é comum no polímero úmido; no entanto, copolímeros em emulsão formulados exclusivamente com a enchimento mesoporoso da presente invenção geralmente secam de forma clara.

[0036] Em composições outras do que revestimentos translúcidos em que a sílica e/ou alumina mesoporosa são combinadas com pigmentos coloridos refletores de IV, a presente invenção permite o fornecimento de composições para revestimentos profundamente coloridos ou de tinta forte tendo alta (> 25%, ou, de preferência, > 40%) refletividade de IV.

[0037] Pigmentos refletores de IV apropriados incluem, por exemplo, pigmentos inorgânicos complexos contendo óxidos de dois ou mais metais, tais como pigmentos de Cr-Fe. Um exemplo de um pigmento colorido refletivo do IV adequado inclui, por exemplo, pigmentos refletores de IV Cool Color™ or Eclipse™ de Ferro (Cleveland, OH) ou FerroGreen 24-10.204 (Ferro, Cleveland, OH) ou qualquer pigmento ou corante tendo um índice de refração no ar de 1,7 ou mais, que reflete luz nas regiões de comprimentos de onda do infravermelho de 0,7-2,5 mícrons.

[0038] Copolímeros em emulsão acrílica apropriados como os polímeros elastoméricos da presente invenção são bem conhecidos na técnica. Tais copolímeros em emulsão compreendem o produto da copolimerização em emulsão de um ou mais monômeros acrílicos ou de vinila moles tais como acrilato de butila, acrilato de etilhexila ou metacrilato de laurila, com de 0,1 a 5% em peso, baseado no peso de todos os monômeros utilizados para fazer o copolímero em emulsão, de pelo menos uma adição de monômero de ácido carboxílico polimerizável, tal como ácido metacrílico, e, conforme necessário, com monômeros acrílicos ou de vinila mais duros tais como estireno, acrilonitrila e metacrilato de metila. Como é conhecido na técnica, a mistura de monômeros é selecionada para fornecer uma Tg calculada desejada.

[0039] De preferência, para melhorar a resistência às intempéries nos revestimentos compreendendo as mesmas, o copolímero em emulsão da presente invenção compreende o produto da copolimerização de uma mistura de monômeros que não contém monômero aromático de vinila ou estireno.

[0040] Monômeros acrílicos ou de vinila (a) adequados para uso na composição de monômero mole podem incluir, por exemplo, acrilato de butila, acrilato de etila, acrilato de metila, acrilato de etilhexila (EHA), metacrilato de octila, metacrilato de isooctila, metacrilato de decila (n-DMA), metacrilato de isodecila (IDMA), metacrilato de laurila (LMA), metacrilato de pentadecila, metacrilato de estearila (SMA), acrilato de octila, acrilato de isooctila, acrilato de decila, acrilato de isodecila, acrilato de laurila (LA), os metacrilatos de alquila (02 a Cl8), acrilato de ciclohexila e metacrilato de ciclohexila.

[0041] Para melhorar a estabilidade em sistemas aquosos, os polímeros elastoméricos em emulsão da presente invenção incluem a funcionalidade de ácido. Monômeros funcionais de ácido etilenicamente insaturado adequados são incluídos na alimentação da composição de monômero mole e podem incluir a adição de ácidos carboxílicos polimerizáveis, seus sais, seus anidridos, e monômeros funcionais de ácido contendo enxofre ou contendo fósforo. Exemplos de monômeros de ácido adequados podem incluir, por exemplo, ácido ou anidrido maleico, (met) acrilato de fosfoalquila, sulfonato de (met)acrilamidopropano e, de preferência, ácido metacrílico (MAA), ácido acrílico (AA) e ácido itacônico.

[0042] De preferência, para evitar problemas de intempéries ou durabilidade ao ar livre, a quantidade de monômeros aromáticos de vinila deve variar de 19,5% em peso ou menos, preferivelmente, 10% em peso ou menos, ou, mais preferivelmente, 5% em peso ou menos, com base no peso total de monômeros usados para fazer cada um dos copolímeros em emulsão.

[0043] De preferência, para aumentar as propriedades mecânicas feitas a partir das composições de polímero elastomérico aquosas da presente invenção, os copolíraeros em emulsão compreendem o produto copolimerizado de (met) acrilonitrilo na quantidade de 11 % em peso ou menos ou, preferivelmente, 8% em peso ou menos, com base no peso total de monômeros usados para fazer cada um dos copolímeros em emulsão.

[0044] Monômeros promotores de adesão, tais como (met) acrilatos funcionais de silano hidrolisável, tais como (met) acriloiloxipropil trialcóxi silanos, e (met) acrilatos de ureído podem ser incluídos na composição de monômero acrílico ou de vinila mole. As quantidades adequadas de tais monômeros promotores de adesão podem variar de 0 a 5% em peso, baseado no peso total de monômeros usados para fazer os copolímeros em emulsão, ou, preferivelmente, 0,1 a 4% em peso.

[0045] Copolímeros elastoméricos acrílicos em emulsão podem ser polimerizados por meio de técnicas de polimerização em emulsão bem conhecidas na técnica, por exemplo, por polimerização em solução aquosa na presença de um iniciador e um ou mais tensoativos.

[0046] Copolímeros elastoméricos acrílicos em emulsão úteis na presente invenção são prontamente formados como é conhecido na técnica por métodos para produzir os copolímeros em emulsão a partir de monômeros hidrofóbicos, que são na maior parte, mas não todos os monômeros acrílicos moles (a) adequados para uso na presente invenção. Por exemplo, patente US n° 5.521.266, de Lau, divulga processos de polimerização adequados apropriados para a formação de copolímeros em emulsão feitos de um ou mais monômeros hidrofóbicos. Por exemplo, o monômero hidrofóbico pode ser complexado com um composto orgânico macromolecular tendo uma cavidade hidrofóbica, misturando-os para formar uma mistura complexada, e o carregamento da mistura complexada, juntamente com quaisquer outros monômeros para um recipiente de reação. Altemativamente, um composto orgânico macromolecular tendo uma cavidade hidrofóbica pode ser adicionado ao recipiente de reação antes, durante ou depois da mistura de monômeros ter sido carregada. Compostos macromoleculares orgânicos adequados que têm uma cavidade hidrofóbica podem incluir, por exemplo, ciclodextrina e derivados de ciclodextrina; oligossacarídeos cíclicos tendo uma cavidade hidrofóbica, tais como cicloinulohexose, cicloinuloheptose, e cicloinuloctose; calixarenos; e cavitandas. A proporção de monômero acrílico mole para o composto macromolecular orgânico tendo uma cavidade hidrofóbica pode variar de 1:5 a 5000:1, preferivelmente 1:1a 1000:1.

[0047] Para melhorar a resistência à bolhas e adesão, copolímeros em emulsão elastoméricos adequados úteis na presente invenção têm um peso molecular ponderai médio de 10.000 a 750.000, de preferência, de 50.000 a 500.000. Estes copolímeros em emulsão podem ser feitos por métodos convencionais, tais como, por exemplo, incluindo a polimerização em uma ampla variedade de agentes de transferência de cadeia. Estes incluem, por exemplo, alquil mercaptanos, compostos de halogênio e outros agentes bem conhecidos. Um agente de transferência de cadeia, tal como, por exemplo, n-dodecilmercaptano pode ser utilizado em quantidades que variam de 0,1% em peso, com base no peso dos monômeros totais utilizados para produzir o copolímero em emulsão, até 2,0% em peso, ou, de preferência, 0,2 a 1,0% em peso, ou, mais preferivelmente, 0,25 a 0,8% em peso. De preferência, o agente de transferência de cadeia é hidrofóbico, tal como n-dodecil-mercaptano (n-DDM ou DDM) ou qualquer mercaptano C4 a Cl 8.

[0048] Copolímeros em emulsão adequados para utilização como polímeros elastoméricos podem ser produzidos pela polimerização via adição em emulsão aquosa gradual em uma ou mais fases, como é convencional na técnica. Copolímeros em emulsão de múltiplas fases e uma fase são igualmente adequados para produzir revestimentos e películas refletoras de IV. Preferivelmente, para o propósito de reduzir a aderência em revestimentos produzidos das composições de revestimento translúcidos ou qualquer outra composição de PVC tendo um % de 20% ou menos, o polímero elastomérico da presente invenção compreende copolímeros em emulsão acrílica aquosa duas fases tendo uma fase com temperatura de transição vítrea medida (Tg medida) de 0°C a 70°C e uma fase mole com uma Tg medida de -60 a 0°C, de preferência, -10°C a -40°C.

[0049] Para copolímeros em emulsão acrílica de múltiplas fases ou duas fases a Tg geral medida está na faixa do polímero elastomérico da invenção (-100 a 0°C), se a média ponderada da Tg medida para cada uma das respectivas fases de polímero estiver dentro da faixa da invenção; assim, por exemplo, um polímero de duas fases que compreende 50% em peso de uma fase tem uma Tg de -80° C medida e 50% em peso de uma fase tendo uma Tg medida de 20°C, seria classificado como tendo uma Tg medida total de -30°C.

[0050] Polímeros de siloxano adequados úteis como polímeros elastoméricos da presente invenção são bem conhecidos na técnica e incluem polissiloxanos, tal como os polidimetilsiloxanos, e produtos da copolimerização destes com smonômeros acrílicos funcionais de silano hidrolisáveis que também podem ser polimerizados em copolímeros em emulsão acrílica para formar polímeros híbridos. Polímeros de siloxano são geralmente formulados como revestimentos à base de solvente em solventes orgânicos, tais como glicol alquil éteres. Os polímeros híbridos podem, geralmente, ser formulados como copolímeros em emulsão utilizando tensoativos, tais como tensoativos não iônicos.

[0051] Um exemplo adequado de um polímero de siloxano útil na presente invenção é GeniosilTM WP-1 ou WP-2 (Wacker Chemie AG, Munique, Alemanha).

[0052] Para melhor permitir um mostruário eficaz do polímero elastomérico em enchimentos mesoporosos e pigmentos refletores de IV, as composições da presente invenção compreendem preferivelmente um ou mais dispersantes, por exemplo, um dispersante hidrofílico, tal como um poliMAA ou seu sal poliácido, por exemplo, sal de metal alcali (no), por exemplo, poliMAA, seu sal de sódio. Qualquer dispersante que pode estabilizar os pigmentos e/ou cargas e molham a superfície do substrato em uso pode ser utilizado. Os dispersantes adequados incluem dispersantes ambos dispersantes hidrofílicos e hidrofóbicos, e são, de preferência, dispersantes hidrofílicos.

[0053] Dispersantes hidrofílicos contêm o produto da polimerização de menos do que 30% em peso, preferivelmente de 20% em peso ou menos de monômeros outros que monômeros hidrofílicos como (met) acrilatos de alquila, dienos ou olefmas, com base no peso total de monômeros utilizados para preparar o copolímero. Tensoativos hidrofílicos mais preferidos têm um peso molecular ponderai médio de 5000 ou mais, preferivelmente 8500 ou mais. Dispersantes hidrofóbicos incluem dispersantes de copolímeros em emulsão ou dispersantes de copolímeros em blocos que compreendem mais do que 20% em peso, com base no peso total de monômeros copolimerizados, de qualquer bloco de polímero que não formaria um homopolímero solúvel em água (> 50 g/1 dissolve-se em temperatura ambiente sob uma mistura simples) com o peso molecular ponderai médio do bloco de dispersante em uso. Assim, se um bloco de um monômero em um copolímero em bloco tem um peso molecular ponderai médio de 1000 no dispersante, então, para determinar se o agente dispersante é hidrofóbico, um homopolímero tendo um peso molecular ponderai médio de 1000 do mesmo monômero usado para produzir o bloco no dispersante seria avaliado para ver se ele é solúvel em água.

[0054] Dispersantes hidrofílicos adequados podem incluir, por exemplo, dispersantes de copolímeros como dispersantes Tamol™ 851 (Na poli (MAA)) ou 1124 (poli (AAco-hidroxipropil acrilato)) (Dow Chemical, Midland, Mich.), ou dispersantes Rhodoline™ 286N (Rhodia , Cranberry, NJ), Disponil™ Fes-77, um éter sulfato de éter de poliglicol de álcool graxo disponível de (Cognis, Cincinnati, Ohio), sais de ácidos polibásicos, tais como tripolifosfato de potássio (KTPP), sais de ácidos policarboxílicos, sais de ácido de copolímero, sais de resina solúvel alcalinos, dispersantes de copolímeros e polímero de metacrilato de fosfoto etila (PEM), sais de ácido contendo enxofre ou mono ou oligo-fósoforo, que podem ser orgânicos ou inorgânicos, por exemplo, KTPP ou sulfonatos. Para evitar excessiva sensibilidade à água, e uma possível perda de adesão, quaisquer dispersantes devem ser utilizados em quantidades de 2% em peso ou menos, com base nos sólidos totais de polímero nas composições.

[0055] As composições da presente invenção podem compreender adicionalmente um ou mais dos espessantes, tais como hidroxietilcelulose (HEC) ou versões modificadas desta, absorventes de UV, tensoativos, coalescentes, agentes humidificadores, espessantes, modificadores de reologia, retardadores de secagem, plastificantes, biocidas, mildecidas, antiespumantes, corantes e ceras.

[0056] Para assegurar resistência melhorada às intempéries, as composições da presente invenção podem, preferivelmente, incluir um ou mais absorventes de UV ou fotoestabilizante, tais como benzofenona (BZP) ou hidroxitolueno butilado (BE1T) ou aminas impedidas na quantidade total de 0 a 1% em peso, com base nos sólidos totais da composição, preferivelmente, 0,05% em peso ou mais, ou até 0,5% em peso.

[0057] Preferivelmente, uma adesão melhorada é observada em revestimentos feitos de composições que compreendem um ou mais silanos ou alcoxi-silanos hidrolisáveis, os quais têm preferivelmente dois ou três grupos hidrolisáveis. As quantidades adequadas de epoxissilano, aminossilano, alcoxissilano de vinila são as mesmas. Podem ser utilizadas combinações dos epoxisilanos e aminossilanos.

[0058] Aminossilanos adequados podem compreender um grupo funcional amino-alquila e é hidrolisável, tendo, por exemplo, um ou mais grupos funcionais alcoxi ou aril(alquil)oxi. De preferência, o amino silano tem dois ou mais grupos funcionais amino e dois ou, mais preferivelmente, três grupos hidrolisáveis, por exemplo, tri-alcoxi.

[0059] Exemplos de aminossilanos adequados incluem Momentive™ Silquest™ A-l 120 (Momentive Performance Materials, Albany, NY) ou Dow Corning Z-6020 (Dow Corning, Midland, MI), cada dos quais são aminoetilaminopropil trimetoxisilanos. Outros silanos adequados incluem, por exemplo, Dow Corning Z-6040, que é glicidoxipropi trimetoxisilano, e Silquest Wetlink™ 78, (Momentive Performance Materials, Albany, NY), um glicidoxipropilmetil dietoxisilano.

[0060] Os silanos podem ser utilizados em quantidades que variam de 0,2% em peso ou mais, ou até 2,0% em peso, preferivelmente, 0,5% em peso ou mais, ou, preferivelmente 1,5% em peso ou menos, ou, mais preferivelmente, 0,7% em peso ou mais, com base no peso total dos sólidos da do copolímero em emulsão.

[0061] As composições aquosas da presente invenção podem ser preparadas pela mistura do aglutinante elastomérico com componentes convencionais em equipamento de dispersão em alta velocidade, tal como um dispersor Cowles, ou um moinho Sigma para vedantes e selantes.

[0062] Para formular as composições aquosas da presente invenção com um silano, o silano pode ser adicionado com agitação, tal como agitação por cima, preferivelmente antes pigmentos ou enchimentos são adicionados.

[0063] O nível de sólidos de composições de revestimento aquosas da presente invenção pode variar de 40% em peso ou mais até 80% em peso, preferivelmente, 50 a 70% em peso, baseado no peso total das composições.

[0064] Em outro aspecto, a presente invenção fornece métodos para usar as composições da presente invenção que compreende a aplicação das composições de revestimento da presente invenção a um substrato, seguida pela secagem, por exemplo, à temperatura e umidade ambiente ou em temperatura elevada e umidade ambiente. A secagem pode compreender, por exemplo, secagem ambiente.

[0065] As composições da presente invenção podem ser utilizadas em qualquer substrato resistente às intempéries, tal como um teto ou uma parede, com substratos adequados sendo revestimentos asfálticos, feltros para tetos, membranas poliméricas sintéticas; membranas de betume modificadas; espuma de poliuretano, tais como, espuma de poliuretano pulverizada; metais, tal como alumínio; substratos previamente pintados, preparados, subrevestidos, gastos ou exposto às intempéries, tais como tetos de metal, poliolefinas termoplásticas expostas às intempéries (TPO), poli (cloreto de vinila) (PVC) exposta às intempéries, borracha de silicone exposta às intempéries e borracha de EPDM exposta às intempéries. Substratos para tetos menos preferidos podem incluir substratos cimentícios e substratos cimentícios previamente pintados.

[0066] As composições são de preferência usadas como revestimentos de manutenção de acabamento ou acabamento, especialmente se formuladas com absorvedores de UV ou fotoestabilizantes, ou podem ser utilizadas como revestimento de base ou revestimentos de base de manutenção em dois sistemas de revestimento, por exemplo, com um acabamento ou mastique.

[0067] EXEMPLOS: Os exemplos a seguir ilustram as vantagens da presente invenção. Salvo indicação em contrário, todas as condições de temperatura são temperatura ambiente (22°C a 24°C) e todas as unidades de pressão são de 1 atmosfera.

[0068] Métodos de Teste: Os métodos de teste a seguir são usados nos Exemplos.

[0069] Claridade: A transparência de um determinado revestimento é medida por inspeção visual da película de revestimento, com uma escala subjetiva de 1 a 10. Uma classificação de claridade aceitável é de 8 ou mais, ou, de preferência, 9 a 10 (vidro de janela translúcido). Turgidez: Os revestimentos são inspecionados visualmente pela turgidez, com uma escala subjetiva de 1 a 10, 10 = melhor. Aceitável é 8 ou maior.

[0070] Refletância de IV: Medida de acordo com ASTM Cl549 (2002), isso é a luz incidente refletida de um determinado revestimento ou película na região de comprimento de onda de 0,7 a 2,5 mícrons como medido por um refletômetro solar (modelo n° SSR-ER, Devices and Services Co., Dálias, TX), calibrado de acordo com as instruções do fabricante. Radiação de IV é uma fração de ambas as regiões do comprimento de onda da luz visível e de refletância solar. Faixa medida é de 0 a 1,0, com refletância total a 1,0 e leituras aceitáveis de 0,25 ou maior. Sempre que um determinado material é revestido em uma película base, tal como uma película de poliéster, a refletividade de IV da película de base é medida separadamente antes da aplicação do revestimento e a refletividade medida é subtraída do valor medido para a película de base revestida.

[0071] Refletância solar: Medida de acordo com ASTM Cl549 (2002), essa é a fração da energia solar incidente que é refletida por um determinado substrato ou película na faixa de comprimento de onda de 0,30 e 2,5 mícrons que inclui alguma radiação de IV a alguma radiação de ultravioleta (UV). Ela é medida por um refletômetro solar (modelo n° SSR-ER, Device and Services Co., Dallas, TX) calibrado de acordo com as instruções do fabricante. Faixa medida é de 0 a 1,0, com refletância total a 1,0 e leituras aceitáveis acima de 0,25. Sempre que um determinado material é revestido em uma película base, tal como uma película de poliéster, a refletância solar da película de base é medida separadamente antes da aplicação do revestimento e a refletividade medida é subtraída do valor medido para a película de base revestida.

[0072] Nos Exemplos que se seguem, as seguintes abreviaturas químicas são usadas: BA: Acrilato de butila; BZP: Benzofenona; MMA: metacrilato de metila; AA: ácido acrílico; MAA: ácido metacrílico; EHA: acrilato de etilhexila; IA: ácido itacônico; UMA: etileno ureido etil metacrilato; n-DDM: n-dodecil mercaptano.

[0073] Nos Exemplos de refletividade de IV nas Tabelas 1 e 2, abaixo, e nos Exemplos de refletância solar na Tabela 3, abaixo, películas de revestimento do material de revestimento indicado foram moldadas em películas de poliéster translúcido Mylar™ (DuPont, Wilmington, DE) usando um Gardner Block Multiple Clearance square applicator (Paul N. Gardner Company Inc., Pompano Beach, FL) e secas para se obter revestimentos com a espessura da película indicada de 625 a 700 mícrons (25 a 28 mils).

[0074] O polímero elastomérico usado nos Exemplos 1 a 4, abaixo, era um copolímero acrílico em emulsão aquosa de duas fases (Copolímero acrílico em emulsão 1) tendo um teor de 55% em peso de sólidos e 85% em peso de uma fase mole e 15% em peso de uma fase dura, um teor total de monômero de ácido copolimerizado de 2,36% em peso, baseado no peso total de monômeros utilizados para produzir o copolímero, e uma Tg medida total de -35°C.

[0075] A sílica mesoporosa utilizada nos exemplos abaixo tem um tamanho médio de poro de 13 a 14 nm e é substancialmente livre de grupos orgânicos. * - Exemplo comparativo [0076] Como mostrado na Tabela 1, acima, a sílica mesoporosa da invenção fornece composições de revestimento tendo Refletividade de IV bastante melhorada.

Tabela 2: Refletividade de IV de vários materiais com carregamento a 10% em peso em copolímero de emulsão acrílica (90% em peso de copolímero de emulsão acrílica 1) 1. Oxido de zinco (Evonik Industries AG, Essen DE; tamanho de partícula fornecido mfg: 100-170 ura); 2. Microsfera de cerâmica (Alcali Alumino Silicato) (Zeelan Industries, 3M, St. Paul, MN, tamanho de partíucula mfg. =15-25 microns; 3. Sílica amorfa tratada hidrofobicamente (Cabot Corporation, Billerica, MA); 4. Grânulos pollméricos (CAS # 25214-39-5) enchidos com gás isobuteno (Akzo Nobel, Sundsvall, Sweden); 5. Sílica com superfície modificada com polisiloxano, pirogênico, mfg. tamanho de partícula = 9 microns (Evonik); 6. Vidro fundido, mfg. tamanho de partícula =16-20 microns (Potters Industries, Malvem, PA); *- Exemplo comparativo.

[0077] Como mostrado nas Tabelas 1 e 2, acima, a enchimento mesoporoso da presente invenção fornece excelente refletividade de IV em ambas as cargas mais baixas e mais altas. Além disso, a enchimento mesoporoso da presente invenção permite a claridade aceitável em um revestimento, de modo que um usuário pode reter a cor ou aparência do substrato revestido de forma translúcido. Em comparação, a sílica do Exemplo 3A, que é mesoporosa contém material orgânico, fornece cerca de 20% menos de refletividade de IV e claridade do revestimento inferior em comparação com a presente invenção.

[0078] Como mostrado na Tabela 3, acima, o enchimento de sílica mesoporoso da presente invenção proporciona mais de 30% (0,3) de refletância solar em baixas cargas e em uma película relativamente fina. Mesmo em baixas cargas com películas mais espessas, a enchimento mesoporoso da presente invenção fornece excelente refletância solar acima de 50%.

REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Composição, caracterizada pelo fato de que é útil em um revestimento de teto ou parede refletora de infravermelho, compreendendo (i) um ou mais polímeros elastoméricos que tem uma temperatura de transição vítrea medida (Tg medida) de -100 a 0°C e (b) de 0,1 a 25 % em peso de uma ou mais enchimentos mesoporosos escolhidas de sílica mesoporosa, aluminossilicatos mesoporosos e alumina mesoporosa, em que a composição tem uma concentração em volume do pigmento (PVC em %) de 0,1 a 15%.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um ou mais polímeros são escolhidos de copolímeros acrílicos em emulsão aquosa, polissiloxanos, suas misturas e suas combinações.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero elastomérico tem uma Tg medida de -80 a -5°C.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma ou mais enchimentos mesoporosos é sílica mesoporosa.

5. Composição de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a sílica mesoporosa tem um tamanho médio de poro de 1 a 100 nm.

6. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a sílica mesoporosa tem um tamanho médio de poro de 2,5 nm a 50 nm.

7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a enchimento mesoporoso é substancialmente livre de grupos ou resíduos orgânicos.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que composição é uma composição de revestimento translúcido.

9. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um pigmento refletor de IV.

10. Método para o uso de uma composição como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a aplicação da composição a um substrato pintado, um substrato revestido, um substrato de cobertura de telhado ou de telhado, e deixá-la secar.